辅助桩基砼护壁施工的钢制拼装临时护壁及施工方法与流程

本发明属于桥梁桩基础领域，具体涉及一种在透水砂层等不利地质条件下的辅助桩基砼护壁施工的钢制拼装临时护壁。

背景技术：

在铁路、公路桥梁主体和维护结构桩基础的施工中桩基成孔的常见做法有：机械成孔和人工挖孔。其中机械成孔场地要求高，对周围环境和结构物影响大。在不利条件下我们常采用人工挖孔的形式弥补机械成孔的不足，但是人工挖孔对地质条件要求较高，对于砂层等易塌陷地质进行人孔挖孔安全隐患大，甚至无法施工。因此，如何在地形和地质条件复杂的情况下设计一种结构简单、易于拆装又稳固安全的人工挖孔临时护壁迫在眉睫。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种砂层透水条件下辅助桩基砼护壁施工的钢制拼装临时护壁及其施工方法，该钢制拼装临时护壁便于辅助桩基砼护壁施工，降低安全风险和成本，加快施工进度。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

砂层透水条件下辅助桩基砼护壁施工的钢制拼装临时护壁，包括上导向环、钢板条护壁和一个以上的下导向环；其中，上导向环，包括呈上窄下宽筒体结构的上内导向环和上外导向环，上内导向环套设固定在上外导向环中；所述上内导向环上均设有多个隔板，该多个隔板抵靠在上外导向环的内侧壁上，以在上内导向环和上外导向环之间形成多个的钢板条导向孔；钢板条护壁，包括多个的钢板条，多个的钢板条一一对应插置在上导向环的多个的钢板条导向孔中，每个钢板条的下部为刃角；下导向环，套设在钢板条护壁内，下导向环包括拼装而成的左下导向环和右下导向环。

如上所述的砂层透水条件下辅助桩基砼护壁施工的钢制拼装临时护壁，所述上内导向环为分体结构，包括拼接的左上内导向环和右上内导向环。

如上所述的砂层透水条件下辅助桩基砼护壁施工的钢制拼装临时护壁，所述上外导向环是由多个弧形环体拼接而成的分体结构。

砂层透水条件下辅助桩基砼护壁施工的钢制拼装临时护壁的施工方法，所述钢制拼装临时护壁如权利要求或所述的砂层透水条件下辅助桩基砼护壁施工的钢制拼装临时护壁,施工步骤如下：

步骤一，采用木塞填塞的方式先将上外导向环固定于已施做砼护壁底部；

步骤二，将左、右上内导向环套设在上外导向环中，并使多个隔板紧靠在上外导向环的内侧壁；

步骤三，在固定上内、外导向环后，多个的钢板条呈十字对称依次插入钢板条导向孔，并锤击打入孔底，直至所有钢板条不能再打入为止，以形成第一深度的临时钢板条护壁；

步骤四，进行此深度范围内的人工挖孔作业，在钢板条护壁内部逐层放入与步骤三中的第一深度的临时钢板条护壁直径相适应的下导向环；

步骤五，人工挖孔挖至漏出钢板条的刃角，然后继续锤击钢板条，直至再次不能打入为止，以形成第二深度的临时钢板条护壁；再进行此深度范围内人工挖孔作业，再逐层放入与该第二深度的临时钢板条护壁直径相适应的下导向环，挖至再次漏出钢板条的刃角；如此往复进行此工序施工，直至达到砼护壁设计节段深度；

步骤六，孔深达到设计节段深度时，钢板条必须保证插入孔底不小于20cm，保留最底层的下导向环a，并回填覆盖，逐层拆除其它下导向环，进行砼护壁浇筑；

步骤七，在砼护壁初凝前迅速拆除上内导向环，拔除钢板条，最后拆除上外导向环；

步骤八，当砼护壁达到设计强度时，人工清理覆盖住最底层的下导向环的孔底土体，拆除该最底层的下导向环。

由上述对本发明的描述可知，相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明上导向环、钢板条和下导向环基体材料强度和整体尺寸根据地质条件可以随时进行调整，适应性强，满足大部分地质情况，推广性较强；

(2)本发明钢制拼装临时护壁配合人工挖孔施工，固定于已施做的砼护壁下部，随着人孔挖孔的逐渐加深为孔壁提供临时支撑，直到砼护壁浇筑一定时间后拆除，施工过程中壁体稳定，为工人提供了更多的操作时间；

(3)本发明的钢制拼装临时护壁包括上导向环、若干钢板条和若干下导向环，整体为喇叭状筒形结构，能够为人工挖孔和砼护壁浇筑操作预留最大限度的空间。

(4)本发明的钢制拼装临时护壁的若干钢板条下部全部做成刃角形式，利于切割土体，使之打入深度更大。

(5)本发明的钢制拼装临时护壁采用若干钢板条组成，条形钢板更易于从混凝土拔除，减少对护壁体的扰动。

(6)本发明的钢制拼装临时护壁的上内导向环由两个半圆环体组成，由螺栓固定于上外导向环，共同形成一个整体导向和支撑结构，利于拆装和转运，支撑结构稳定。

(7)本发明的钢制拼装临时护壁的上导向环整体为一个喇叭状筒体结构形式，形成有多个斜向环状钢条导向孔,能够辅助钢板条斜向打入土体，符合人工挖孔喇叭状筒形砼护壁的结构形式。

(8)本发明的钢制拼装临时护壁包括上导向环、若干钢板条和若干下导向环，钢板条上部和下部分别对应支撑在上导向环和下导向环上，多个的钢板条形成的临时钢板条护壁受到的土压力通过上、下导向环的环形结构转化成环形内力抵消。

(9)本发明的钢制拼装临时护壁全部部件材质均采用钢材，刚性大，强度高，安全稳定，极大的减少了安全隐患。

(10)本发明的钢制拼装临时护壁包括上导向环、若干钢板条和若干下导向环，结构简单，易于操作，工人较容易接受，并熟练掌握。

(11)本发明的钢制拼装护壁的上内导向环和下导向环由两个半圆组成，拼装护壁由若干钢板条组成，砼护壁浇筑后可立即拆除，重复使用，降低了成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明钢制拼装临时护壁的立体结构示意图；

图2是本发明钢制拼装临时护壁的立体分解结构示意图；

图3是本发明上导向环的立体分解结构示意图；

图4是本发明上内导向环的立体分解结构示意图；

图5是本发明下导向环的立体结构示意图；

图6是本发明下导向环的立体分解结构示意图；

图7是本发明钢制拼装临时护壁的临时钢板条护壁施工至砼护壁设计节段深度的施工结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本发明的具体保护范围。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。

现结合图1至图7说明本发明砂层透水条件下辅助桩基砼护壁施工的钢制拼装临时护壁，该钢制拼装临时护壁适用于透水砂层等不利地质条件下人工挖孔的施工。该钢制拼装临时护壁包括上导向环10、钢板条护壁20和一个以上的下导向环30。在本实施例中，上导向环10固定于已施做砼护壁底部。已施做砼护壁包括首节砼护壁40以及次节砼护壁50，首节砼护壁40一般按照正常人工挖孔工艺施工，次节砼护壁50根据地质情况决定是否采用本发明钢制拼装临时护壁施工。

本发明上导向环10包括上内导向环11和上外导向环12，还包括上内导向环11和上外导向环12之间形成的多个的钢板条导向孔13。所述上内导向环11和上外导向环12均为上窄下宽的喇叭状筒体结构。

本发明上外导向环12的外径小于砼护壁底部的内径，以固定在次节砼护壁底部。于该上外导向环12的上外导向环本体121上还设有多个外螺丝孔122。

本发明上内导向环11的外径小于上外导向环12的内径，以使上内导向环11套设在上外导向环12中。该上内导向环11的上内导向环本体113朝向上外导向环12延伸设置有多个隔板112，该多个隔板112可直接焊接在上内导向环本体113外周面上，本发明多个隔板112在上内导向环本体113上是均匀间隔分布的，当上内导向环11套设在上外导向环12中时，多个隔板112抵靠在上外导向环12的内侧壁上，以在上内导向环本体113和上外导向环本体121之间形成所述的多个的钢板条导向孔13，钢板条导向孔13为斜向导向孔。于该上内导向环11的上内导向环本体113上还设有多个内螺丝孔111，该多个内螺丝孔111对应上外导向环12的多个外螺丝孔122设置，以通过螺栓固定连接上内导向环11和上外导向环12，以使上内导向环11和上外导向环12共同形成一个整体导向和支撑结构，提高上导向环10的整体稳定性。进一步的，本发明上内导向环11可设为分体结构，在本实施例中，上内导向环11由左上内导向环11a和右上内导向环11b组成，以使拆装更方便、高效。

本发明钢板条护壁20包括多个的钢板条21，多个的钢板条21一一间隔对应插置在上导向环10的多个的钢板条导向孔13中，每个钢板条的下部做成刃角211形式。

本发明下导向环30套设在多个的钢板条21形成的钢板条护壁20内侧，所述下导向环30为拆装简单、高效的分体结构，该分体结构的下导向环30是由左下导向环31和右下导向环32拼装成的环状结构。具体的说，于左下导向环31和右下导向环32上对应设有连接板311，通过螺栓312锁固对应的连接板311，以保证下导向环30拼接结构的稳定性。本发明钢制拼装临时护壁配置多种直径型号的下导向环30，直径型号根据砼护壁倾斜角度和每次挖孔所能达到的深度共同确定。

采用本发明钢制拼装临时护壁施工时，先将上导向环10所有组成部分吊入孔内，其中，先将上外导向环12固定于已施做砼护壁底部，可采用木塞填塞的方式，然后依次将左、右上内导向环11a、11b安装成一个上内导向环11，以套设在上外导向环12中，并使焊接在上内导向环11外周面的若干隔板112紧靠在上外导向环12的内侧壁，而后，将上内导向环11的内螺丝孔111对应上外导向环12的外螺丝孔122，采用螺栓拧紧，为提高上导向环10的整体稳定性，可在上内、外导向环11、12上增设多个相对应的内、外螺丝孔111、122。

由内、外导向环11、12组装而成的上导向环10固定完成后，形成喇叭状筒形结构，组成若干斜向环形钢板条导向孔13。接着，呈十字对称依次将多个的钢板条21插入钢板条导向孔13，采用锤击方式打入孔底，直至所有钢板条21不能再打入为止，以形成第一深度的临时钢板条护壁，进行此深度范围内的人工挖孔作业，在钢板条护壁20内部逐层放入与该第一深度的临时钢板条护壁直径相适应的下导向环30，人工挖孔挖至漏出钢板条21的刃角211，然后继续锤击钢板条21，直至再次不能打入为止，以形成第二深度的临时钢板条护壁，进行此深度范围内的人工挖孔作业，再逐层放入与该第二深度的临时钢板条护壁直径相适应的下导向环30，人工挖孔挖至再次漏出钢板条21的刃角211，如此往复进行此工序施工，直至达到砼护壁设计节段深度。

孔深达到设计节段深度时，钢板条21必须保证插入孔底不小于20cm，保留最底层的下导向环30a，并回填覆盖，逐层拆除其它下导向环30，绑扎砼护壁钢筋，安装砼护壁内模板，进行砼护壁浇筑。

在砼护壁初凝前迅速扭下连接上内、外导向环11、12的内、外螺丝孔111、122的螺栓，拆除上内导向环11，依此拔除钢板条20，最后拆除上外导向环12。

当砼护壁达到设计强度时，人工清理覆盖住最底层的下导向环30a的孔底土体60，扭下连接下导向环30的左下导向环31和右下导向环32的连接板311上的螺杆312，拆除该最底层的下导向环30a。拆除的所有部件要及时进行清洗，便于下一节段护壁施工使用。

为了保证钢板条21插入角度与砼护壁倾斜度一致，各部件应匹配加工，为了便于人工安装，各部件棱角要打磨光滑，防止伤害操作人员。所有的部件试拼装检测合格后运送至现场。组成上内导向环11的左上内导向环11a和右上内导向环11b这两个半圆环体要采用刚性好的板材，能弯折出一定的位移，便于拆除。当施工较大直径的挖孔作业时，由于上、下导向环10、30直径较大时，构件较重，不利于人工安装，上、下导向环10、30可采用多个弧形环体拼接而成的分体结构，具体的说，可把上、下导向环10、30竖向分割成多块，在现场进行组装，便于人员孔内搬运，必要时可采用辅助人工挖孔的吊装设备配合安装。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。